高层大气自60 km开始至800 km高度处形成电离层。由于太阳紫外线和X射线以及宇宙射线的作用，使电离层大气中的氮、氧分子或原子电离为正离子和自由电子。被电离的空气离子主要集中在80 km高度附近的D层、110 km附近的E层和300 km附近的F层。D层主要反射无线电波中的长波部分，对短波则有吸收作用。E、F层主要反射无线电波中的短波部分。这样，由地面发出的无线电波，在地面和电离层之间经过多次反射，从而能传播到很远的地方。D层只在白天形成，夜间消失。由于D层对短波的吸收作用，所以对无线电短波的传播起衰减作用。这就是为什么有些远距离电台的广播在白天收听不到，而到了夜间就能收听到的原因。
电离层受太阳活动影响很大。太阳活动剧烈时，电离层也随之加强。有时因太阳活动的反常变化，干扰了无线电波的传播，会使地面的无线电通讯突然中断。